Machineproductiviteit boosten met expert chipverdunnings-technieken

Van het verlengen van standtijd tot het omarmen van gepatenteerde metaalafvoer gereedschappen en technieken, is chipverdunning centraal om machineproductiviteit in metaalbewerking vandaag te maximaliseren.

Zolang freeskundigen voor handmatige freesmachines staan, weten ze dat naarmate de snijbreedte afneemt, de snijkrachten ook afnemen. De spindel wordt rustiger; de hendel makkelijker om te draaien. Neem echter te lichte snede zonder gelijktijdig de voeding te verhogen, en standtijd lijdt omdat de frees op zichzelf wrijft - en dof wordt als een oud boter mes. Leer hoe je chipverdunning te je voordeel kunt gebruiken met vandaag de technologie. Of radiale of axiale chipverdunning - of trochoidale toolpaden - het bewijs zit in het gereedschap en de techniek.

Voedingen voor radiale chipverdunning en vlakfrezen: Doe de wiskunde

Radiale chipverdunning, wat optreedt wanneer radiale snijderbetrokkenheid onder de 50 procent van de snijderdiameter daalt, is net zo relevant op CNC bewerkingscentra als op handmatig bediende knie-frezen. Bijvoorbeeld, een 1/2-inch, 4-sneden frees voerend met 0.01-inch per tand (IPT) met een 1/4-inch of grotere stapover (radiale snijdiepte) produceert een spindikte gelijk aan de geprogrammeerde IPT voeding, of 0.010-inch. Maar verlaag de stapover naar 10-procent (0.050-inch) en de IPT waarde moet opgedoken worden naar 0.0167-inch om vergelijkbare spindikte te bereiken.

Niet alle chipverdunning is echter radiaal. Vlakfreesoperaties worden typisch uitgevoerd met wisselbare 45-graden lead-hoek of ronde insert knopfrezen, beide welke spannen axiaal verdunnen. Ze richten ook snijkrachten op en in de spindel, wat precies is waar je ze wilt hebben. In beide gevallen zal de voeding waarschijnlijk verhoogd moeten worden om te compenseren voor het chipverdunnings-effect, vaak veel hoger dan verwacht.

Het chipverdunnings-scenario wordt nog complexer wanneer snijgereedschappen hoeken binnenkomen, rond eilanden racen, en diep in zakken duiken. Voedingen moeten continu aangepast worden (zoals de toolpaden zelf) om te compenseren voor veranderende hoeken van snijderbetrokkenheid en de impact op spindikte. Gelukkig zijn de meeste CAM-systemen vandaag de dag redelijk in staat om deze berekeningen te maken, en veel benutten het chipverdunnings-effect om metaalafvoersnelheden aanzienlijk te verhogen.

Dynamisch worden met trochoidale toolpaden

Door lichtere radiale sneden te nemen bij hogere voedingen en langere axiale betrokkenheid (vaak de frees over de volledige lengte begravend), worden snijkrachten verminderd en standtijd verbeterd. Deze "trochoidale" toolpaden presenteren substantiële kansen voor de bewerkingsgemeenschap. De dagen van eenvoudige baan-stijl stapovers en incrementele Z-as sneden worden achtergelaten ten gunste van "Dynamic Motion," "Volumetric Milling," "Adaptive Clearing," en vergelijkbare gepatenteerde ruwfreesstrategieën, de meeste belovende metaalafvoersnelheden 1,5 tot 2 keer groter dan traditionele methoden.

Als je werkplaats dit nieuwe programmeerparadigma nog niet heeft onderzocht, is het hoog tijd om dat te doen. Maar zelfs voor diegenen die dergelijke toolpaden al gebruiken, moeten een aantal additionele bewerkingsstrategieën geïmplementeerd worden als maximale productiviteit bereikt moet worden.

Moderne frezen inzetten

Gisteren zijn frezen mogelijk ongeschikt voor vandaag de toolpaden. Hogere voedingen en spindelsnelheden zijn meer geneigd om ratel te veroorzaken, een conditie die vaak verergerd wordt op de lichtere, snellere, lineaire geleideweg werktuigmachines die gangbaar zijn in werkplaatsen dezer dagen. Een wijd scala aan high-performance frezen is beschikbaar, veel uitgerust met hoge-scherende, variable pitch, en soms variable helix geometrieën die ratel stoppen voordat het kan beginnen. Sommige hebben 5, 6, en zelfs 7 sneden, wat ze met name goed geschikt maakt voor lichte sneden en hoge voedingen.

Profiteer van spanevacuatie

Meningen verschillen op dit punt, maar weinig zouden betwisten dat de meeste warmte die gegenereerd wordt tijdens efficiënte freesoperaties, met de span meegaat. Vanwege dit, suggereren sommigen dat een luchtblast om de span uit de werzone te krijgen en her-frezen te vermijden, alles is wat nodig is bij het frezen van veel stalen en superlegeringen. Anderen zweren bij hoge-druk koelsystemen, in staat om schoon, gefilterd koelvloeistof door het gereedschap te sturen op 1000-psi of meer. Welke aanpak je neemt hangt af van het materiaal, snijgereedschap, en gereedschapscoating, maar beide zijn de overweging waard (evenals minimum hoeveelheid smeermiddel, of MQL, een steeds populairder alternatief voor traditionele koelvloeistof).

Better MRO is hier om te helpen: Ontdek je kerncijfers met onze machine en productiviteitscalculators.

Gebruik harder hardmetaal

Conventionele "hogging" methoden roepen een zwaarthardmetaal, in staat om zware snijkrachten en trillingen te weerstaan die komen met het begraven van een gereedschap. Maar lichte radiale snijdiepten en hoge voedingen betekenen dat een harder hardmetaalgraad gebruikt kan worden, in de meeste gevallen belovende langere standtijd. En aangezien grotere hoeveelheden warmte gegenereerd worden tijdens hoge-voeding frezen (HFM), moet een TiAlN of vergelijkbare meervoudige fase gereedschapscoating gebruikt worden om slijpvrijheid te bieden, slijtkarakteristieken te verbeteren, en standtijd en voorspelbaarheid verder te verlengen.

Vind geweldige gereedschaphouders

Door een brok roestvrij staal of titanium met diverse honderden inches per minuut te frezen is een mooi ding, maar alleen als er geen kans is dat de snijder loskomt, scherven van de ene kant van de werkplaats naar de andere sturende. HFM strategieën zoals deze vereisen hoge-kwaliteit hydraulische of krimp-gereedschaphouders, sommige van welke speciale kronkels of platen hebben om trekking te voorkomen. En als je het gereedschap op meer dan 8.000 RPM gaat draaien (wat je bijna zeker zult), wil je het ook balanceren. Uitloop en trillingen zijn productiviteitsdoders.

Een stevige greep nemen

Terwijl je er bent, hoe hang je het onderdeel vast? Het is waar dat snijkrachten over het algemeen lager zijn met HFM vergeleken met de oude rip-en-snort aanpak, maar dat betekent niet dat de verslagen freeskudens schroefbank die je sinds de eerste Bush Sr.'s presidentschap gebruikt hebt, de eerste keuze is voor spanning. Een verscheidenheid aan hoge-precisie, krachtige, en in veel gevallen hydraulische of pneumatische spanningsoplossingen bestaan op de markt vandaag. Terwijl je er bent, bekijk enkele van de quick-change opties, want zodra je een HFM freesstrategie adopteer, ben je zeker vaker taken op te stellen.

Natuurlijk is er meer aan HFM dan chipverdunning en trochoidale toolpaden. Snijgereedschappen zouden in en uit de snede geleid moeten worden met geleidelijke boogbewegingen. Interne hoeken moeten misschien "gepikt" worden om excessieve snijderbetrokkenheid te vermijden, mogelijk het gereedschap brekend. Vermijd scherpe bochten en 90-graden hoeken door geradiusde toolpaden te gebruiken.

Creëer een voorspelbaar, herhaalbaar proces voor gereedschapsuitmustering

Boven alles, streef naar voorspelbare processen. Alle snijgereedschappen zullen uiteindelijk falen, maar weten wanneer en hoe slijtage optreedt en dan gereedschappen vervangen voor catastrofale falen is een no-brainer, zelfs als het betekent een gereedschap vóór zijn tijd te pensioneren. Documenteer je opstelling, en houd een continu logboek van voeding of snelheidswijzigingen, welke gereedschappen gewisseld zijn en waarom, en welke bewerkingsobservaties relevant leken op dat moment. Dit zal verrassingen voorkomen en je in staat stellen metaalafvoer te maximaliseren.

Omarmt je werkplaats chipverdunnings-technieken? Deel je beste, meest effectieve of uitdagende toepassingen.